Wenn wir von den verschiedenen 5-Achs-CNC-Maschinen sprechen, meinen wir Fräsmaschinen, denn das Fräsen profitiert am stärksten von dieser Technologie.
Das liegt an den unbegrenzten Möglichkeiten der fünf Achsen in Verbindung mit der perfekten Präzision der numerischen Steuerung. Diese Maschinen gewährleisten eine hocheffiziente Bearbeitung von Werkstücken unterschiedlichster Formen und Größen.
Dabei bezeichnet „5 Achsen“ die Anzahl der Richtungen, in die sich das Schneidwerkzeug bewegen kann. Die Linearachsen sind X, Y und Z, ergänzt durch die Rundachsen A und B, über die das Werkstück erreicht wird. Das heißt, Werkstücke können in einer einzigen Aufspannung von fünf Seiten bearbeitet werden. Deshalb ist die spanende Fünfachsbearbeitung technisch anspruchsvoll.
Arbeitszyklen von 5-Achs-CNC-Maschinen
Diese Art der Bearbeitung gliedert sich in zwei Arbeitszyklen, die nach der Art der Achsbewegung unterschieden werden:3+2-Zyklus
In diesem Arbeitszyklus bewegen sich die vierte und fünfte Achse nicht, außer beim Wechsel von einem Bearbeitungsschritt zum nächsten. Die Achsen X, Y und Z bewegen sich dagegen simultan.Simultaner Fünfachszyklus
Dieser Arbeitszyklus verkürzt die Bearbeitungszeiten, weil sich alle Achsen gleichzeitig bewegen. Dadurch wird das Werkstück präziser bearbeitet.So funktioniert die 5-Achs-CNC-Bearbeitung
Die Fünfachs-CNC-Bearbeitung benötigt nicht nur die Software der numerischen Steuerung, sondern auch eine CAM-Programmier- software. Mit dieser Software wird ein Programm erstellt, das die Parameter festlegt, denen die Maschine automatisch folgt, um ein Werkstück zu fertigen.Zu diesen Parametern gehören Einstellungen zu Geschwindigkeit, Vorschub und den Werkzeugbahnen. Nach Abschluss der CAM-Programmierung werden die Parameter codiert und an die Maschine übertragen, die sie einwandfrei interpretieren kann.
Wofür werden 5-Achs-CNC-Maschinen eingesetzt?
Fünfachs-CNC-Maschinen werden vor allem für den Prototypenbau von Teilen für die Automobilindustrie, für die hochpräzise Formenbearbeitung und für die Herstellung von Luftfahrtkomponenten eingesetzt.Der Grund für ihren Einsatz in diesen Bereichen liegt darin, dass die fünf Achsen die Produktivität steigern und zugleich die Oberflächengüte der Werkstücke verbessern. Mit anderen Worten: Sie optimieren die Bearbeitungsprozesse.
Vorteile der 5-Achs-CNC
Die wichtigsten Vorteile dieser Maschinen gegenüber anderen Industriemaschinen sind:- Komplexe Werkstücke lassen sich in einer einzigen Aufspannung fertigen, was die Produktion beschleunigt.
- Die Fertigungskosten sind geringer.
- Die Maschinenleistung ist höher, wodurch sich die Lieferzeiten für Teile verkürzen.
- Da das Werkstück nicht zwischen verschiedenen Arbeitsstationen umgesetzt werden muss, steigt die Genauigkeit deutlich.
- Nur diese Maschinen ermöglichen den Einsatz kleiner Schneidwerkzeuge bei hohen Drehzahlen und geringen Vibrationen.
- Werkstückqualität und Oberflächengüte sind insgesamt besser.
Besondere Merkmale der 5-Achs-CNC
Fünfachs-CNC-Maschinen verfügen außerdem über einige besondere Merkmale, die sie von anderen Maschinen unterscheiden. Diese sind:Handvorschub (Tippbetrieb)
Mit dieser Funktion lässt sich das Schneidwerkzeug oder das Werkstück entlang einer bestimmten Achse bewegen. Der Handvorschub kann genutzt werden, um Taschen zu bearbeiten und anschließend in die ursprüngliche Halteposition zurückzukehren, oder für manuelles Positionieren. Außerdem ist die Funktion sehr nützlich für kleine Korrekturen.Werkzeugmittelpunktsteuerung (TCP)
Mit dieser Funktion wird sichergestellt, dass die Werkzeuglänge bei der Fünfachsbearbeitung kompensiert wird. Sie steuert die Richtung des Werkzeugmittelpunkts so, dass er sich exakt an die erforderliche Werkzeuglänge anpasst.Sie kann sowohl mit Drehtischen als auch mit Schwenkköpfen genutzt werden, sofern diese über fünf Achsen verfügen. Zudem ist sie nicht auf Linearbefehle beschränkt, denn sie lässt sich auch bei der Kreisinterpolation einsetzen.